(57)【要約】【課題】樹脂製のノズル本体とこれの先端の樹脂製ノズル部との接続部のシール性を確保し得ながら樹脂製ノズル部のみの取り替えを可能にするとともに低コスト化を図り得、また異径ノズルを安価に得ることのできる樹脂製ノズルを提供する。【解決手段】ノズル本体３１の貫通路３４の先端側に受口部３５を設けるとともに、この受口部３５の開口端内周に、受口部外方に向けて漸次拡径したテーパ状の入口側シール部３６を、入口側シール部３６より内奥に少なくとも１つの内奥側シール部３８をそれぞれ設ける。樹脂製ノズル部３３に外嵌されているユニオンナット３２の受口部３５の雄ねじ３７への締め付けによりユニオンナット３２の内向き鍔部４２による押圧作用を受けて入口側シール部３６に密着状に当接する膨出部４５と、内奥側シール部３８に密着状に当接する嵌合凸部４７とを有する環状シール部４３が樹脂製ノズル部３３の基端部の外周に一体成形されている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通路を有する樹脂製のノズル本体の先端に、細管状の樹脂製ノズル部が前記貫通路と連通するよう前記樹脂製ノズル部の外周に遊嵌されたユニオンナットで接続された樹脂製ノズルであって、
前記ノズル本体の貫通路の先端側に受口部を設けるとともに、この受口部の外周に前記ユニオンナットが螺合する雄ねじを設けており、
前記受口部の開口端内周に、受口部外方に向けて漸次拡径したテーパ状の入口側シール部を、受口部の前記入口側シール部より内奥に少なくとも１つの内奥側シール部をそれぞれ設けており、
前記樹脂製ノズル部の基端部の外周に、前記ユニオンナットの前記受口部の雄ねじへの締め付けにより該ユニオンナットの内向き鍔部による押圧作用を受けて前記入口側シール部に密着状に当接する膨出部と、前記内奥側シール部に密着状に当接する嵌合凸部とを有する環状シール部が一体加工されていることを特徴とする、樹脂製ノズル。
【請求項２】
前記環状シール部と前記樹脂製ノズル部が一体に樹脂成形されている、請求項１記載の樹脂製ノズル。
【請求項３】
前記環状シール部が切削加工によって前記樹脂製ノズル部に一体加工されている、請求項１記載の樹脂製ノズル。
【請求項４】
前記環状シール部が前記樹脂製ノズル部に溶接することで一体加工されている、請求項１記載の樹脂製ノズル。
【請求項５】
前記膨出部の外端面はノズル本体の軸線に対し垂直に形成し、この膨出部の垂直な外端面と、この外端面から軸方向外方へ延びる樹脂製ノズル部の外面とが交わる入り隅部に、前記樹脂製ノズル部の外径より大きく、前記膨出部の外径より小さい外径の厚肉部を付けている、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の樹脂製ノズル。
【請求項６】
前記樹脂製ノズル部のユニオンナットより先端側に、樹脂製ノズル部の先端部の外周を前方開放状の空間を置いて覆うカバーを取り付けてある、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の樹脂製ノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は樹脂製ノズルに係り、より詳しくは半導体ウエハや液晶等を高純度液や超純水で洗浄する装置などに好適に使用される樹脂製ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の洗浄ノズルとして、たとえば、図８に示すような形態のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。その洗浄ノズルは、半導体ウエハや液晶等の洗浄装置に使用されるクリーンガスの供給路１においてその上流側部分を構成するフィルタ２とその下流側部分を構成する洗浄ノズル３とを連結するものである。その洗浄ノズル３は、ノズル本体４と、ノズル本体４の先端に突設された細管状のノズル部５と、ノズル本体４の基端に突設された円筒状のドライブガス供給口部６と、ノズル本体４を貫通してノズル部５とドライブガス供給口部６とを直線状に連通接続する連通孔１８と、ノズル本体４に形成され、連通孔１８に連通接続された洗浄液供給孔１９とを具備して、クリーンガスであるドライブガス２０をドライブガス供給口部６から連通孔１８へと供給することにより、洗浄液供給孔１９から供給される洗浄液２１を連通孔１８へと吸引導入させ、洗浄液２１をドライブガス２０と共にノズル部５から噴出させるようになっている。なお、洗浄液２１としては、超純水等のクリーンな液体が使用される。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１４１１４３号公報（段落番号〔００１８〕〜〔００２２〕、図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、ノズル部５をノズル本体４の先端に一体に形成した上記洗浄ノズルでは、ノズル部５の内部が詰まったり、折れたりしたときはノズル本体４ごと取り替える必要があるため、コスト高を招き、また洗浄ノズルこれ全体の断面形状が複雑になるため、この成形金型構造の複雑化を招いてこの点でもコスト高になるという問題があった。また、ノズル部５の口径の異なる数種の洗浄ノズルを用意するにはノズル本体４ごと多種類のものを成形する必要があるという問題もあった。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、樹脂製のノズル本体とこれの先端の樹脂製ノズル部との接続部のシール性を確保し得ながら樹脂製ノズル部のみの取り替えを可能にするとともに低コスト化を図り得、また異径ノズルを安価に製造し得る樹脂製ノズルを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の樹脂製ノズルは、貫通路を有する樹脂製のノズル本体の先端に、細管状の樹脂製ノズル部が前記貫通路と連通するよう前記樹脂製ノズル部の外周に遊嵌されたユニオンナットで接続された樹脂製ノズルであって、前記ノズル本体の貫通路の先端側に受口部を設けるとともに、この受口部の外周に前記ユニオンナットが螺合する雄ねじを設けており、前記受口部の開口端内周に、受口部外方に向けて漸次拡径したテーパ状の入口側シール部を、受口部の前記入口側シール部より内奥に少なくとも１つの内奥側シール部をそれぞれ設けており、前記樹脂製ノズル部の基端部の外周に、前記ユニオンナットの前記受口部の雄ねじへの締め付けにより該ユニオンナットの内向き鍔部による押圧作用を受けて前記入口側シール部に密着状に当接する膨出部と、前記内奥側シール部に密着状に当接する嵌合凸部とを有する環状シール部が一体加工されていることに特徴を有するものである。
【０００７】
この場合において、前記環状シール部と前記樹脂製ノズル部は一体に樹脂成形することができる。また、前記環状シール部は切削加工によって前記樹脂製ノズル部に一体加工することもできる。また前記環状シール部は前記樹脂製ノズル部に溶接することで一体加工することもできる。
【０００８】
ひとつの好適な態様として、本発明による樹脂製ノズルは、前記膨出部の外端面は垂直に形成し、この膨出部の垂直な外端面と、この外端面から軸方向外方へ延びる樹脂製ノズルの外面とが交わる入り隅部に、前記樹脂製ノズル部の外径より大きく、前記膨出部の外径より小さい外径の厚肉部を付けて、前記樹脂製ノズル部を前記入り隅部を屈曲点として折れ曲がり難くすることができる。
また、前記樹脂製ノズル部のユニオンナットより先端側には、樹脂製ノズル部の先端部の外周を前方開放状の空間を置いて覆うカバーを取り付けて、樹脂製ノズル部からの噴出流体の飛散防止や樹脂製ノズル部の折損防止を講じることができる。
【０００９】
【発明の作用効果】
本発明の上記構成の樹脂製ノズルによれば、樹脂製ノズル部がノズル本体とは別体に構成され、ユニオンナットの締め付けを緩めることによりその樹脂製ノズル部をノズル本体から取り外すことができる。したがって、樹脂製ノズル部の内部が詰まったり、折れたりしたときは、その樹脂製ノズル部のみを取り替えることができる。またノズル本体はノズル部の無いシンプルな断面形状になり、その成形金型も簡素化できるので、安価に成形加工できる。口径の異なる樹脂製ノズル部はこれのみを成形することで足りるため、ノズル本体の共用化を図れる。
【００１０】
ユニオンナットを締め付けることでノズル本体の入口側シール部に密着状に当接する膨出部と、内奥側シール部に密着状に当接する嵌合凸部とを有する環状シール部が樹脂製ノズル部の基端部の外周に一体加工されて、樹脂製ノズル部の外周と環状シール部との間に隙間が生じないものとしているので、シール性を高められるし、また樹脂製ノズル部と環状シール部とが別体に構成されて両者間に隙間が生じてこの隙間に流体が溜まって流体の高純度化の障害を招くという問題も無くなり流体の高純度化の障害を取り除くことができる。
【００１１】
また、異常な流体の圧力や内圧以外の機械的な異常な引抜き力が樹脂製ノズル部に加わった場合においても、ユニオンナットの内向き鍔部により押圧されている環状シール部は樹脂製ノズル部に一体加工されているので引抜き力に十分に対抗することができ、樹脂製ノズル部の引抜き阻止力が高められて安全性を確保できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づき説明する。
【００１３】
図１、図２は一実施形態を示すもので、この実施形態では、図８に示す従来例のものと同様に半導体ウエハや液晶等の洗浄装置等に使用されるクリーンガスの供給路１における洗浄ノズルに適用したものであり、上流側部分を構成するフィルタ２の下流側部分に連結する樹脂製ノズルである。フィルタ２それ自体は図８に示すフィルタと同じもので、フィルタハウジング２２内を、適宜のフィルタ部材２３により、図示しない一次側配管から使用目的に応じた加圧ガス（窒素、空気、不活性ガス等）が流入する一次側空間２４と、フィルタ部材２３を通過した加圧ガス、つまり清浄化処理されたクリーンガスが流出する二次側空間２５とに区画してなるものである。
【００１４】
すなわち、この実施形態における本発明に係る樹脂製ノズルは、フィルタ２の二次側空間２５にチューブ部材３０を介して連結される樹脂製のノズル本体３１と、ノズル本体３１の先端にユニオンナット３２で接続される樹脂製ノズル部３３からなる。これらノズル本体３１、樹脂製ノズル部３３及びユニオンナット３２は耐熱、耐薬品性に優れるフッ素樹脂（例えば、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ等）、又はその他の樹脂によって成形される。
【００１５】
図２において、ノズル本体３１は貫通路３４を有し、この貫通路３４の先端に受口部３５を設け、この受口部３５の開口端内周に、受口部外方に向けて漸次拡径したテーパ状の入口側シール部３６を設ける。受口部３５の外周には雄ねじ３７が形成される。
受口部３５の入口側シール部３６より内奥には少なくとも１つの内奥側シール部３８を設ける。図示例では、内奥側シール部３８が、受口部３５の内奥部に受口部方向に向けて漸次縮径したテーパ面３９を外周側に有する断面Ｖ形状で貫通路３４と同心となる環状に形成されている。またノズル本体３１には貫通路３４に斜交状に連通する洗浄液供給孔４０（図１参照）が形成されている。
【００１６】
ユニオンナット３２はこれの内周にノズル本体３１の雄ねじ３７に螺合される雌ねじ４１を形成し、かつ一端部に環状の内向き鍔部４２を内向きに張り出し形成している。
【００１７】
樹脂製ノズル部３３は細管状に成形され、これの基端部の外周に環状シール部４３を一体に樹脂成形している。環状シール部４３はノズル本体３１の入口側シール部３６に当接するテーパ面４４を内端側に形成した膨出部４５と、この膨出部４５のテーパ面４４側に連続して形成され、ノズル本体３１の内奥側シール部３８のテーパ面３９に当接するテーパ面４６を内端側に形成した嵌合凸部４７とを有する形に形成している。
【００１８】
次に、上記構成のノズル本体３１の先端に樹脂製ノズル部３３をユニオンナット３２で接続する要領について説明する。先ず、樹脂製ノズル部３３の基端部をノズル本体３１の受口部３５に差し込み、しかる後、予め樹脂製ノズル部３３の外周に遊嵌させてあるユニオンナット３２の雌ねじ４１をノズル本体３１の雄ねじ３７に螺合させて締め付ける。すると、ユニオンナット３２の内向き鍔部４２が樹脂製ノズル部３３の膨出部４５の軸線Ｘに対し垂直な外端面４８に当接して環状シール部４３ごと樹脂製ノズル部３３全体をノズル本体３１側に強く押圧する。
【００１９】
かかるユニオンナット３２の締め付けによる強い押圧作用により嵌合凸部４７のテーパ面４６がノズル本体３１の内奥側シール部３８のテーパ面３９に、また膨出部４５のテーパ面４４がノズル本体３１の入口側シール部３６にそれぞれ強い面圧で密着して気密状にシールされる。
【００２０】
このように組み立てられた樹脂製ノズルは、図１に示すように、フィルタ２からクリーンガスであるドライブガス２０を貫通路３４へ供給することにより、洗浄液供給孔４０から供給される洗浄液２１を貫通路３４へと吸引導入させ、洗浄液２１をドライブガス２０と共に樹脂製ノズル部３３から噴出させる。このとき、上記のようにユニオンナット３２の締め付けにより嵌合凸部４７のテーパ面４６が内奥側シール部３８のテーパ面３９に、また膨出部４５のテーパ面４４が入口側シール部３６にそれぞれ強い面圧で密着して気密状にシールされているので、洗浄液２１及びドライブガス２０がノズル本体３１の貫通路３４と樹脂製ノズル部３３の基端部外周との間から外部へ漏れるのを確実に防止できる。
【００２１】
上記のようにノズル本体３１と樹脂製ノズル部３３とをシール状態に連結する構造によれば、ユニオンナット３２の締め付けによりノズル本体３１の入口側シール部３６及び内奥側シール部３８にそれぞれ密着状に当接する環状シール部４３は樹脂製ノズル部３３の基端部外周に一体成形されていて該樹脂製ノズル部３３との間に隙間を形成するようなことがないので、環状シール部４３と樹脂製ノズル部３３とが別体に構成されるもののように流体溜まり問題を解消することができて流体の高純度化に寄与することができる。
【００２２】
また、そのように樹脂製ノズル部３３の基端部外周に一体成形され、ユニオンナット３２の内向き鍔部４２により押圧されている環状シール部４３は、異常な流体の圧力や内圧以外の機械的な異常な引抜き力が樹脂製ノズル部３３に加わった場合においてもその引抜き力に十分に対抗することができ、樹脂製ノズル部３３の引抜き抵抗を上げることができ、常温流体の時は勿論のこと、高温、高圧流体の使用条件でも使用できる。
【００２３】
上記樹脂製ノズル部３３の環状シール部４３において、図２に示すように、膨出部４５の外端面４８はノズル本体３１の軸線Ｘに対し垂直に形成してあると、ユニオンナット３２の内向き鍔部４２の内面と面接触させることができるため、ユニオンナット３２の締め付けに伴い内向き鍔部４２により膨出部４５を安定確実に押圧させることができるとともに、その押圧状態を堅持できて有利である。しかし、樹脂製ノズル部３３が膨出部４５の垂直な外端面４８と、この外端面４８から延びる樹脂製ノズル部３３の外面とが交わる入り隅部を屈曲点として折れ曲がりやすくなり、この折れ曲がりにより膨出部４５の外端面４８がユニオンナット３２の内向き鍔部４２の内面から離れやすくなるというデメリットがある。そこで、上記樹脂製ノズル部３３の環状シール部４３において、膨出部４５の垂直な外端面４８と樹脂製ノズル部３３の外面とが交わる入り隅部には樹脂製ノズル部３３の外径より大きく、膨出部４５の外径より小さい外径の厚肉部４９を付けておくことが好ましい。このように厚肉部４９を付けておくと、樹脂製ノズル部３３が前記入り隅部を屈曲点として折れ曲がるのをできる限り抑えることができる。したがって、樹脂製ノズル部３３の折れ曲がりにより膨出部４５の外端面４８がユニオンナット３２の内向き鍔部４２の内面から離れるような不具合がなくなり、常時ユニオンナット３２の内向き鍔部４２を膨出部４５の外端面４８に対し押圧接当させた状態を確実に維持できることになる。
【００２４】
樹脂製ノズル部３３からの噴出流体の飛散や樹脂製ノズル部３３の折損事故を防止するために、樹脂製ノズル部３３のユニオンナット３２より先端側には、カバー５１を取り付ける。カバー５１は樹脂製ノズル部３３の先端部の外周を前方開放状の空間を置いて覆う短筒形状のカバー本体５２と、カバー本体５２から後方へ突設した細い筒状のボス部５３とを備え、ボス部５３の外周に雄ねじ５４を設けている。このカバー５１の取り付けに際しては、樹脂製ノズル部３３にこれの先端からユニオンナット５５、及びカバー５１のボス部５３を差し込み、次いでユニオンナット５５をボス部５３の雄ねじ５４に螺合させて締め付けることにより樹脂製ノズル部３３の先端に取り付けられる。なお、ユニオンナット５５とボス部５３との間にはフェルール５６が介在される。
【００２５】
（ノズル部の嵌合凸部とノズル本体の内奥側シール部の変形例）
樹脂製ノズル部３３の嵌合凸部４７とノズル本体３１の内奥側シール部３８とは上記実施形態以外に、図３に示すような実施形態を採用することもできる。
すなわち、図３に示すように、ノズル本体３１の内奥側シール部３８において、ノズル本体３２の受口部３５の内奥に受口部方向に向けて漸次拡径したテーパ状に形成された第１の内奥側シール部３８Ａと、この第１の内奥側シール部３８Ａの外周面側に軸線Ｘと平行な環状溝よりなる第２の内奥側シール部３８Ｂが形成される。一方、樹脂製ノズル部３３の嵌合凸部４７において、樹脂製ノズル部３３の膨出部４５のテーパ面４４側に、第１の内奥側シール部３８Ａに当接するテーパ面をもつ第１の嵌合凸部４７Ａと、この嵌合凸部４７Ａより径方向外方で且つ軸線方向内方へ向かって平行に突出され、第２の内奥側シール部３８Ｂに圧入することで径方向の面圧を発生させる円筒形状の第２の嵌合凸部４７Ｂとが形成される。
【００２６】
そのほかに、第２の内奥側シール部３８Ｂに対し第２の嵌合凸部４７Ｂの外周面のみを密着させてシール部を構成するものであってもよい。また、第１の嵌合凸部４７Ａはテーパ面をもつ形に形成するに代えて、図４に示すように、軸線Ｘに対し垂直な面をもつ形に形成し、第１の内奥側シール部３８Ａはそれに対応する断面角形状に形成するものであってもよい。
【００２７】
（ノズル部の膨出部の変形例）
樹脂製ノズル部３３の膨出部４５の外端面４８は、軸線Ｘに対し垂直に形成するに代えて、図５、図６に示すごとくノズル本体方向に向けて漸次拡径するテーパ面ないし凸曲面に形成するものであってもよい。
【００２８】
（ノズル部の成形加工例）
図７に示すように、環状シール部４３を左右対称に持つ１対の樹脂製ノズル部３３を一体成形し、成形後、その樹脂製ノズル部３３間の中央部Ｃを切断することにより２つの所要形状の樹脂製ノズル部３３を得ることができる。
【００２９】
（樹脂製ノズル部と環状シール部の一体加工手段の変形例）
樹脂製ノズル部３３の基端部外周に環状シール部４３を一体加工する手段としては、樹脂製ノズル部３３と環状シール部４３とを一体に樹脂成形するに代えて、切削加工により樹脂製ノズル部３３の基端部外周に環状シール部４３を一体加工すること、あるいは環状シール部４３を樹脂製ノズル部３３とは別体に成形し、この環状シール部４３を樹脂製ノズル部３３の基端部外周に溶接することは任意である。
【００３０】
本発明の樹脂製ノズルは、半導体ウエハや液晶等の洗浄装置の洗浄ノズル以外に、例えば、二流体混合（液体−気体、Ａ液−Ｂ液等）噴出用の樹脂製ノズルや単一流体噴出用の樹脂製ノズル等にも同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の樹脂製ノズルの断面図である。
【図２】図１の樹脂製ノズルのノズル部の拡大断面図である。
【図３】樹脂製ノズル部の嵌合凸部とノズル本体の内奥側シール部の変形例を図２に相応して示す断面図である。
【図４】樹脂製ノズル部の嵌合凸部の変形例を図２に相応して示す断面図である。
【図５】樹脂製ノズル部の膨出部の変形例を図２に相応して示す断面図である。
【図６】樹脂製ノズル部の膨出部の更に変形例を図２に相応して示す断面図である。
【図７】樹脂製ノズル部の成形加工例を示す断面図である。
【図８】従来例の洗浄ノズルの断面図である。
【符号の説明】
３１  ノズル本体
３２  ユニオンナット
３３  樹脂製ノズル部
３４  貫通路
３５  受口部
３６  入口側シール部
３７  雄ねじ
３８  内奥側シール部
４１  雌ねじ
４２  内向き鍔部
４３  環状シール部
４５  膨出部
４７  嵌合凸部
４９  厚肉部
５１  カバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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